EA009261B1

EA009261B1 - Способ устойчивого получения ароматического поликарбоната

Info

Publication number: EA009261B1
Application number: EA200601810A
Authority: EA
Inventors: Итиро Какихара; Хироси Хатия
Original assignee: Асахи Касеи Кемикалз Корпорейшн
Priority date: 2004-06-14
Filing date: 2005-06-14
Publication date: 2007-12-28
Also published as: US7563858B2; AU2005252557B2; JP4522407B2; EP1760105B1; KR20070036037A; EP1760105A4; EA200601810A1; AU2005252557A1; KR100772953B1; WO2005121212A1; CA2559709A1; US20080255324A1; DE602005023455D1; CN1946761A; BRPI0510183B1; JPWO2005121212A1; CN100443526C; ATE480577T1; BRPI0510183A; EP1760105A1

Abstract

Способ устойчивого получения ароматического поликарбоната, который включает непрерывное взаимодействие ароматического дигидроксипроизводного с диарилкарбонатом в закрытой системе реакторов и трубопроводов, при этом закрытая система реакторов и трубопроводов включает множество реакторов, которые непроницаемо для жидкости соединены трубопроводом по направлению к выпускному отверстию, предназначенному для вывода конечного продукта в виде ароматического поликарбоната, при этом трубопровод состоит из одной или нескольких труб, где множество реакторов включает по меньшей мере два последовательно соединенных реактора и по меньшей мере один фильтр, установленный в трубе или в трубах системы реакторов и трубопроводов, при этом указанный фильтр или каждый из указанных фильтров одновременно или раздельно выводят из системы реакторов и трубопроводов и подвергают промывке вне системы реакторов и трубопроводов с последующим возвращением полученного промытого фильтра внутрь трубы или трубы системы реакторов и трубопроводов, где промывку проводят с помощью приведенных ниже промывочных средств, которые применяют в следующем порядке: водный раствор соединения, обладающего основными свойствами, ароматическое моногидроксипроизводное и расплав смеси ароматического дигидроксипроизводного и диарилкарбоната, при этом расплав смеси содержит соединение, обладающее основными свойствами.

Description

Настоящее изобретение относится к способу устойчивого получения ароматического поликарбоната. В частности, настоящее изобретение относится к способу устойчивого получения ароматического поликарбоната, который включает непрерывное взаимодействие ароматического дигидроксипроизводного с диарилкарбонатом в закрытой системе реакторов и трубопроводов, при этом закрытая система реакторов и трубопроводов включает: множество реакторов, которые непроницаемо для жидкости соединены трубопроводами по направлению к выпускному отверстию, предназначенному для вывода конечного продукта в виде ароматического поликарбоната, при этом трубопровод состоит из одной или нескольких труб, где множество реакторов включает по меньшей мере два последовательно соединенных реактора и по меньшей мере один фильтр, установленный в трубе или в трубах системы реакторов и трубопроводов, при этом указанный фильтр или каждый из фильтров одновременно или раздельно выводят из системы реакторов и трубопроводов и подвергают промывке вне системы реакторов и трубопроводов с последующим возвращением полученного промытого фильтра внутрь трубы или труб системы реакторов и трубопроводов, при этом промывку проводят с помощью разнообразных промывочных средств, которые применяют в определенном порядке. Способом настоящего изобретения можно устойчиво получать бесцветный ароматический поликарбонат высокого качества, при этом способ позволяет решить проблемы, которые заключаются в том, что в получаемом ароматическом поликарбонате наблюдается значительная вариация доли концевых гидроксильных групп, работа производственного оборудования становится неустойчивой, происходит заметная потеря продукта вследствие снижения молекулярной массы и т.п. Таким образом, способ по настоящему изобретению обладает большими преимуществами с коммерческой точки зрения.

Уровень техники

В последние годы ароматические поликарбонаты широко использовались в различных отраслях в качестве конструкционных пластических масс, обладающих превосходными свойствами, такими как теплостойкость, ударопрочность и прозрачность. Было проведено множество исследований, посвященных способам получения ароматических поликарбонатов. Из всех изученных способов коммерческое применение нашел способ, в котором используют межфазную поликонденсацию ароматического дигидроксипроизводного, такого как 2,2-бис(4-гидроксифенил)пропан (в данном описании далее его называют бисфенолом А), с фосгеном.

Тем не менее, при осуществлении способа межфазной поликонденсации возникает ряд проблем, заключающихся в том, что необходимо использовать фосген, который ядовит, в том, что возможна коррозия аппарата, в котором проводят процессы, под действием хлорсодержащих соединений, таких как хлористый водород и хлорид натрия, которые являются побочными продуктами, в том, что необходимо в качестве растворителя использовать в больших количествах метиленхлорид, и в том, что приходится сталкиваться с трудностями при разделении и удалении примесей (таких как хлорид натрия) и остаточного метиленхлорида, которые оказывают нежелательное воздействие на свойства полученного полимера. В качестве способа получения ароматического поликарбоната из ароматического дигидроксипроизводного и диарилкарбоната известен традиционный способ переэтерификации в расплаве, в котором ароматический поликарбонат получают, осуществляя реакцию обмена сложноэфирных групп между ароматическим дигидроксипроизводным (таким как бисфенол А) и диарилкарбонатом (таким как дифенилкарбонат) в расплавленном состоянии. В отличие от способа межфазной конденсации способ переэтерификации в расплаве обладает тем преимуществом, что необязательно использовать растворитель. Однако в способе переэтерификации в расплаве реакцию приходится проводить при высокой температуре и в условиях глубокого вакуума, и таким образом возникает проблема, заключающаяся том, что полученный ароматический поликарбонат может изменять цвет. Кроме того, поскольку вязкость расплава поликарбоната высока, то из поликарбоната трудно удалить инородные вещества, особенно частицы инородного вещества, имеющие очень маленькие размеры. Частицы инородного вещества, имеющие очень маленькие размеры, являются причиной оптических дефектов, а в тех случаях, когда полученный ароматический поликарбонат применяют в оптических целях, в частности, в производстве оптических дисков, присутствие очень маленьких частиц инородного вещества, которые содержатся в поликарбонате, приводит к битам с ошибкой. Для решения этой проблемы был предложен способ, в котором инородные вещества удаляют из обладающих большой вязкостью веществ, таких как исходные соединения или реакционная смесь, на самых ранних стадиях реакции полимеризации.

В связи с вышеизложенным предложен способ получения бесцветного ароматического поликарбоната по реакции переэтерификации в расплаве в реакторе из нержавеющей стали, при этом реактор из нержавеющей стали промывают жидкостью, которая содержит ароматическое гидроксилсодержащее соединение (см., например, патентный документ 1). Использование указанного способа позволяет получить гораздо менее окрашенный ароматический поликарбонат. Однако последние исследования показали, что указанный способ вызывает ряд проблем. Что касается ароматического поликарбоната, получаемого в начале производственного процесса, который начинается после промывки реактора, то доля концевых гидроксильных групп получаемого ароматического поликарбоната может варьировать и, таким образом, могут возникать потери в процессе производства.

- 1 009261

В качестве еще одного предложения для снижения количества инородных веществ, содержащихся в ароматическом поликарбонате, можно упомянуть способ, в котором ароматический поликарбонат получают с использованием системы реакторов и трубопроводов, включающей по меньшей мере два реактора, при этом фильтр устанавливают в трубе внутри системы реакторов и трубопроводов в позиции выше по потоку от последнего реактора (см., например, патентный документ 2). Кроме того, можно упомянуть способ, в котором вышеуказанная система реакторов и трубопроводов снабжена устройством для переключения фильтров, позволяющим осуществить разъединение фильтров для их попеременного использования в системе реакторов и трубопроводов (см., например, патентный документ 3) . В указанном способе прежде чем переключиться от использованного фильтра к новому фильтру, которые размещают в устройстве для переключения фильтров системы реакторов и трубопроводов, новый фильтр подвергают промывке с помощью промывочного средства, которое представляет собой ароматическое гидроксилзамещенное производное, содержащее соединение, которое обладает основными свойствами, а затем отработанное промывочное средство удаляют из системы реакторов и трубопроводов. После удаления использованного промывочного средства использованный фильтр переключают на промытый новый фильтр с помощью устройства для переключения фильтров. В указанном способе количество очень маленьких частиц инородного вещества, содержащихся в полученном ароматическом поликарбонате, значительно снижается. Однако в указанном способе необходимо, чтобы новый фильтр, установленный в устройстве для переключения фильтров, промывался в течение длительного периода времени. Кроме того, что касается ароматического поликарбоната, получаемого в начале производственного процесса, который начинают после промывки фильтра, доля концевых гидроксильных групп может варьировать и, таким образом, вероятны потери в выходе.

Патентный документ 1: описание не прошедшей экспертизу выложенной заявки на патент Японии № Не1 6-56984.

Патентный документ 2: описание не прошедшей экспертизу выложенной заявки на патент Японии № Не1 6-234845.

Патентный документ 3: описание не прошедшей экспертизу выложенной заявки на патент Японии № 2003-34722.

Описание изобретения

Проблемы, решаемые настоящим изобретением

Объектом изобретения является способ устойчивого получения бесцветного ароматического поликарбоната, который может быть использован для получения высококачественного ароматического поликарбоната, при этом способ решает проблемы, заключающиеся в том, что в получаемом ароматическом поликарбонате наблюдается значительная вариация доли концевых гидроксильных групп, работа производственного оборудования становится неустойчивой, наблюдается заметная потеря продукта вследствие снижения молекулярной массы и т.п.

Способы решения проблемы

В данной ситуации для решения вышеуказанных проблем авторы настоящего изобретения провели обширные и интенсивные исследования. В итоге они неожиданно обнаружили, что при получении ароматического поликарбоната по реакции ароматического дигидроксипроизводного с диарилкарбонатом в системе реакторов и трубопроводов, включающей фильтр, цель настоящего изобретения может быть легко достигнута в способе, в котором фильтр выводят из системы реакторов и трубопроводов и проводят промывку фильтра вне системы реакторов и трубопроводов с последующим возвратом полученного промытого фильтра внутрь системы реакторов и трубопроводов, при этом промывку проводят с использованием указанных ниже промывочных средств, которые используют в следующем порядке: водный раствор обладающего основными свойствами соединения, ароматическое моногидроксипроизводное и расплав смеси ароматического дигидроксипроизводного и диарилкарбоната, при этом расплав смеси содержит обладающее основными свойствами соединение в количестве от 1 до 10000 частей на миллиард. На основании этих наблюдений и было сделано настоящее изобретение. В настоящем изобретении путем вышеуказанной промывки, которую проводят с помощью вышеуказанных конкретных промывочных средств (а именно: водный раствор обладающего основными свойствами соединения, ароматическое моногидроксипроизводное и расплав смеси ароматического дигидроксипроизводного и диарилкарбоната, при этом расплав смеси содержит обладающее основными свойствами соединение в количестве от 1 до 10000 частей на миллиард), используемых в конкретном порядке, можно добиться эффективной очистки фильтра, при этом снизить долю концевых гидроксильных групп в полученном ароматическом поликарбонате и тем самым обеспечить устойчивое производство высококачественного ароматического поликарбоната. Подобные преимущества способа по настоящему изобретению являются совершенно неожиданными с точки зрения предшествующего уровня техники.

Вышеуказанные и другие объекты, особенности и преимущества настоящего изобретения станут очевидны из последующего подробного описания, которое приводится вместе с соответствующими чертежами, и из прилагаемой формулы изобретения.

Преимущества настоящего изобретения

Способ по настоящему изобретению обладает превосходными полезными свойствами, заключаю

- 2 009261 щимися в том, что при получении ароматического поликарбоната путем проведения реакции поликонденсации в расплаве в системе реакторов и трубопроводов, которая включает фильтр, может быть достигнута эффективная очистка фильтра, и при этом решаются проблемы, заключающиеся в том, что получаемый ароматический поликарбонат показывает значительную вариацию доли концевых гидроксильных групп, работа промышленного оборудования становится неустойчивой и возникает заметная потеря продукта вследствие снижения молекулярной массы и изменения цвета.

Краткое описание чертежа [Фиг. 1] В виде диаграммы показана одна из форм производственной системы, которая используется для осуществления способа по настоящему изобретению.

Описание численных ссылок

1а, 1Ь - подача исходных соединений;

2а, 2Ь, 9, 19, 28, 36, 46 - вентиляционная труба;

а, 3Ь - камера перемешивания расплава для получения расплава исходных соединений;

4а, 4Ь, 18, 27, 39 - мешалка;

5а, 5Ь - расплавленная смесь;

11, 20, 29, 47 - расплав полимера;

6а, 6Ь, 12, 21, 30, 37, 48 - выходное отверстие;

7а, 7Ь, 13, 15, 24, 33, 40, 50 - трубопровод;

8, 16, 25, 34, 41 - входное отверстие;

- резервуар;

14, 23, 32, 38, 49 - перекачивающий насос;

- первая вертикальная полимеризационная установка с перемешиванием;

22, 31, 45 - впускное отверстие для подачи газа;

- вторая вертикальная полимеризационная установка с перемешиванием;

- горизонтальная полимеризационная установка с мешалкой двухшнекового типа;

- полимеризационная установка с орошением направляющей нисходящим потоком;

- перфорированная пластина;

- направляющая;

- разгрузочное отверстие;

- фильтр.

Наилучший способ осуществления настоящего изобретения

В соответствии с настоящим изобретением предлагается способ устойчивого получения ароматического поликарбоната, который включает непрерывное взаимодействие ароматического дигидроксипроизводного с диарилкарбонатом в закрытой системе реакторов и трубопроводов, при этом закрытая система реакторов и трубопроводов включает множество реакторов, которые непроницаемо для жидкости соединены трубопроводом по направлению к выпускному отверстию, предназначенному для вывода конечного продукта в виде ароматического поликарбоната, при этом трубопровод состоит из одной или нескольких труб, где множество реакторов включает по меньшей мере два последовательно соединенных реактора и, по меньшей мере один фильтр, установленный в трубе или в трубах системы реакторов и трубопроводов, при этом указанный фильтр или каждый из указанных фильтров одновременно или раздельно выводят из системы реакторов и трубопроводов и подвергают промывке вне системы реакторов и трубопроводов с последующим возвращением полученного промытого фильтра внутрь трубы или труб системы реакторов и трубопроводов, где промывку проводят с помощью указанных ниже промывочных средств, которые применяют в следующем порядке:

водный раствор соединения, обладающего основными свойствами, ароматическое моногидроксипроизводное и расплав смеси ароматического дигидроксипроизводного и диарилкарбоната, при этом расплав смеси содержит соединение, обладающее основными свойствами, в количестве от 1 до 10000 частей на миллиард.

Для лучшего понимания настоящего изобретения ниже перечислены основные особенности и различные предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения.

1. Способ устойчивого получения ароматического поликарбоната, который включает непрерывное взаимодействие ароматического дигидроксипроизводного с диарилкарбонатом в закрытой системе реакторов и трубопроводов, при этом закрытая система реакторов и трубопроводов включает множество реакторов, которые непроницаемо для жидкости соединены трубопроводом по направлению к выпускному отверстию, предназначенному для вывода конечного продукта в виде ароматического поликарбоната, при этом трубопровод состоит из одной или нескольких труб, где множество реакторов включает по меньшей мере два последовательно соединенных реактора и по меньшей мере один фильтр, установленный в трубе или в трубах системы реакторов и трубопро- 3 009261 водов, при этом указанный фильтр или каждый из указанных фильтров одновременно или раздельно выводят из системы реакторов и трубопроводов и подвергают промывке вне системы реакторов и трубопроводов с последующим возвращением полученного промытого фильтра внутрь трубы или труб системы реакторов и трубопроводов, где промывку проводят с помощью указанных ниже промывочных средств, которые применяют в следующем порядке:

2. Способ в соответствии с вариантом 1, где водный раствор соединения, обладающего основными свойствами, имеет рН в диапазоне от 7,5 до 10.

3. Способ в соответствии с вариантом 1 или 2, где соединение, обладающее основными свойствами, представляет собой гидроксид щелочного металла.

4. Способ в соответствии с вариантом 3, где указанный гидроксид щелочного металла является по меньшей мере одним из членов, выбранных из группы, которая включает гидроксид натрия и гидроксид калия.

5. Способ по любому из вариантов 1-4, где указанным ароматическим моногидроксипроизводным является фенол.

Далее настоящее изобретение излагается подробно.

В настоящем изобретении термин ароматическое дигидроксипроизводное означает соединение, представленное следующей формулой:

НО-Аг-ОН, где Аг обозначает двухвалентную ароматическую группу.

Предпочтительные примеры двухвалентных ароматических групп (групп Аг) включают группы, представленные следующей формулой:

-Аг'-У-Аг²-, где каждый Аг¹ и Аг² независимо обозначает двухвалентную карбоциклическую или гетероциклическую ароматическую группу, содержащую от 5 до 70 атомов углерода, а Υ обозначает двухвалентную алкановую группу, содержащую от 1 до 30 атомов углерода.

В двухвалентных карбоциклических или гетероциклических ароматических группах Аг¹ и Аг² по меньшей мере один атом водорода может быть заменен заместителем, который не оказывает неблагоприятного влияния на течение реакции, таким как заместитель, выбранный из группы, которая включает атом галогена, алкильную группу, содержащую от 1 до 10 атомов углерода, алкоксигруппу, содержащую от 1 до 10 атомов углерода, фенильную группу, феноксигруппу, винильную группу, цианогруппу, сложноэфирную группу, амидную группу и нитрогруппу.

Предпочтительные примеры гетероциклических групп Аг¹ и Аг² включают ароматическую группу, содержащую по меньшей мере один гетероатом, такой как атом азота, атом кислорода или атом серы. Примеры двухвалентных ароматических групп Аг¹ и Аг² включают незамещенную или замещенную фениленовую группу, незамещенную или замещенную бифениленовую группу и незамещенную или замещенную пиридиленовую группу. Заместители для двухвалентных ароматических групп Аг¹ и Аг² приведены выше. Примеры двухвалентных алкановых групп (групп Υ) включают органические группы, соответственно представленные следующими формулами (1):

к¹ к¹ в³

где каждый из К¹, К², К³ и К⁴ независимо обозначает атом водорода, алкильную группу, содержащую от 1 до 10 атомов углерода, алкоксигруппу, содержащую от 1 до 10 атомов углерода, циклоалкильную группу, содержащую в кольце от 5 до 10 атомов углерода, карбоксильную ароматическую группу, содержащую в кольце от 5 до 10 атомов углерода или карбоциклическую аралкильную группу, содержащую в кольце от 6 до 10 атомов углерода; к обозначает целое число от 3 до 11; каждый X обозначает атом углерода, к которому присоединены К⁵ и К⁶; каждый К⁵ независимо обозначает атом водорода или алкильную группу, содержащую от 1 до 6 атомов углерода, а каждый К⁶ независимо обозначает атом водорода или алкильную группу, содержащую от 1 до 6 атомов углерода, при этом К⁵ и К⁶ совпадают или различаются; и где в каждом К¹, К², К³, К⁴, К⁵ и К⁶ по меньшей мере один атом водорода может быть заменен заместителем, который не оказывает неблагоприятного воздействия на течение реакции, таким как заместитель, выбранный из группы, которая включает атом галогена, алкильную группу, содержащую от

- 4 009261 до 10 атомов углерода, алкоксигруппу, содержащую от 1 до 10 атомов углерода, фенильную группу, феноксигруппу, винильную группу, цианогруппу, сложноэфирную группу, амидную группу и нитрогруппу.

Конкретные примеры двухвалентных ароматических групп (групп Аг) включают группы, соответственно представленные следующими формулами (2):

где каждый из К⁷ и К⁸ независимо обозначает атом водорода, атом галогена, алкильную группу, содержащую от 1 до 10 атомов углерода, алкоксигруппу, содержащую от 1 до 10 атомов углерода, циклоалкильную группу, содержащую в кольце от 5 до 10 атомов углерода или фенильную группу; каждый т и η независимо обозначает целое число от 1 до 4, при условии, что в том случае, когда т обозначает целое число от 2 до 4, заместители К⁷ совпадают друг с другом или различаются, а когда η обозначает целое число от 2 до 4, заместители К⁸ совпадают друг с другом или различаются.

Другие примеры двухвалентных ароматических групп (групп Аг) включают группы, представленные следующей формулой:

-Λγ'-Ζ-Λγ- , где значения Аг¹ и Аг² указаны выше; а Ζ обозначает простую связь или двухвалентную группу, такую как -О-, -СО-, -8-, -8О₂-, -80-, -СОО- или -СО^К¹)-, где значение К¹ указано выше.

Конкретные примеры подобных двухвалентных ароматических групп (групп Аг) включают группы, соответственно представленные следующими формулами (3):

(К⁷)т (К⁸)п (К⁷)_т (К⁷)_т (К⁸) (к⁷)™

- 5 009261 (К’)_т (К“)_п (К’)_т θ (К⁸)„

где значения К⁷, К⁸, т и η указаны выше.

Другие конкретные примеры двухвалентных ароматических групп (групп Аг) включают незамещенную или замещенную фениленовую группу, незамещенную или замещенную нафтиленовую группу и незамещенную или замещенную пиридиленовую группу. В способе по настоящему изобретению ароматические дигидроксипроизводные могут использоваться индивидуально или в комбинации. Отдельные примеры ароматических дигидроксипроизводных включают бисфенол А. Диарилкарбонат, используемый в настоящем изобретении, представлен следующей формулой (4):

О

Аг³-ОСО-Аг⁴ где каждый из Аг³ и Аг⁴ независимо обозначает одновалентную ароматическую группу.

В каждом из Аг³ и Аг⁴, которые независимо обозначают одновалентную карбоциклическую или гетероциклическую ароматическую группу, по меньшей мере один атом водорода может быть заменен заместителем, который не оказывает неблагоприятного воздействия на течение реакции, таким как заместитель, выбранный из группы, которая включает атом галогена, алкильную группу, содержащую от 1 до 10 атомов углерода, алкоксигруппу, содержащую от 1 до 10 атомов углерода, фенильную группу, феноксигруппу, винильную группу, цианогруппу, сложноэфирную группу, амидную группу и нитрогруппу. Аг³ и Аг⁴ могут совпадать или различаться.

Отдельные примеры одновалентных ароматических групп Аг³ и Аг⁴ включают фенильную группу, нафтильную группу, бифенильную группу и пиридильную группу. Указанные группы могут быть замещены или могут не быть замещены вышеуказанным заместителем или вышеуказанными заместителями. Предпочтительные примеры ароматических групп Аг³ и Аг⁴ включают такие группы, которые соответственно представлены следующими формулами (5):

	сн,
о ·	с “' сн₃

(5)

Отдельные примеры диарилкарбонатов включают незамещенное или замещенное производное дифенилкарбоната, представленное следующей формулой (6):

где каждый из К⁹ и К¹⁰ независимо обозначает атом водорода, алкильную группу, содержащую от 1 до 10 атомов углерода, алкоксигруппу, содержащую от 1 до 10 атомов углерода, циклоалкильную группу, содержащую в кольце от 5 до 10 атомов углерода или фенильную группу; каждый из р и ς независимо обозначает целое число от 1 до 5, при условии, что в том случае, когда р обозначает целое число от 2 или больше, заместители К⁹ совпадают друг с другом или различаются, а когда ς обозначает целое число от 2 или больше, заместители К¹⁰ совпадают друг с другом или различаются.

Из указанных диарилкарбонатов предпочтительными являются диарилкарбонаты, имеющие симметричную конфигурацию, такие как (незамещенный) дифенилкарбонат и дифенилкарбонат, замещенный низшей алкильной группой, в частности дитолилкарбонат и ди-трет-бутилфенилкарбонат. Наиболее предпочтительным является дифенилкарбонат, который представляет собой диарилкарбонат, имеющий простейшую структуру. Указанные карбонаты могут использоваться индивидуально или в комбинации.

Отношение (т.е. отношение загрузки), в котором используют ароматическое дигидроксипроизводное и диарилкарбонат, может варьировать в зависимости от используемых типов ароматического дигидроксипроизводного и диарилкарбоната и от условий полимеризации (таких как температура полимериза

- 6 009261 ции).

Диарилкарбонат обычно используют в количестве от 0,9 до 2,5 моль, предпочтительно от 0,95 до 2,0 моль, более предпочтительно от 0,98 моль до 1,5 моль на моль ароматического дигидроксипроизводного.

В настоящем изобретении ароматическое дигидроксипроизводное и диарилкарбонат подвергают поликонденсации в расплаве и тем самым получают ароматический поликарбонат. Среднечисленная молекулярная масса поликарбоната, получаемого в соответствии со способом по настоящему изобретению, обычно составляет от 5000 до 100000, предпочтительно от 5000 до 30000. Поликонденсацию в расплаве обычно проводят при температуре от 50 до 350°С, предпочтительно от 150 до 290°С. По мере протекания реакции в качестве побочного продукта образуется ароматическое моногидроксипроизводное. Путем удаления ароматического моногидроксипроизводного из реакционной системы можно увеличить скорость реакции. Поэтому в способе по настоящему изобретению предпочтительно используют метод, в соответствии с которым инертный газ, не оказывающий нежелательного воздействия на реакцию, такой как газообразный азот, газообразный аргон, газообразный гелий, газообразный диоксид углерода или газообразный низший углеводород, вводят таким образом, чтобы удалить ароматическое моногидроксипроизводное, образующееся в качестве побочного продукта в форме, способной увлекаться вместе с инертным газом; или метод, в соответствии с которым реакцию проводят при пониженном давлении. Подходящее давление реакции выбирают в зависимости от молекулярной массы ароматического поликарбоната в реакционной системе. Например, на начальной стадии полимеризации давление реакции предпочтительно составляет от 10 мм рт.ст. до атмосферного давления. С другой стороны, на более поздней стадии полимеризации давление реакции предпочтительно составляет 20 мм рт.ст. или меньше, более предпочтительно 10 мм рт.ст. или меньше и еще более предпочтительно 2 мм рт.ст. или меньше.

В способе по настоящему изобретению применяют комбинацию нескольких реакторов, которые соединены посредством трубопровода, состоящего из одной или нескольких труб. Реакцию между ароматическим дигидроксипроизводным и диарилкарбонатом можно проводить периодическим способом или непрерывно. Кроме того, в настоящем изобретении реакцию поликонденсации в расплаве можно проводить без использования катализатора. Однако в случае необходимости, с целью увеличения скорости полимеризации, реакцию можно поводить в присутствии катализатора. Что касается катализатора, то для него не существует специальных ограничений, при условии, что он представляет собой катализатор, обычно применяемый в данной области техники. Примеры катализаторов включают гидроксиды щелочных металлов или щелочно-земельных металлов, такие как гидроксид лития, гидроксид натрия, гидроксид калия и гидроксид кальция; соли щелочных металлов, соли щелочно-земельных металлов и четвертичные аммониевые соли гидрида бора и гидрида алюминия, такие как алюмогидрид лития, боргидрид натрия и боргидрид тетраметиламмония; гидриды щелочных металлов или щелочно-земельных металлов, такие как гидрид лития, гидрид натрия и гидрид кальция; алкоксиды щелочных металлов или щелочно-земельных металлов, такие как метоксид лития, этоксид натрия и метоксид кальция; арилоксиды щелочных металлов или щелочно-земельных металлов, такие как феноксид лития, феноксид натрия, феноксид магния, ЫО-Аг-ОЫ, где Аг обозначает арильную группу, и ΝαΟ-ΑΓ-ΟΝα. где значение Аг указано выше; соли органических кислот с щелочными металлами или щелочно-земельными металлами, такие как ацетат лития, ацетат кальция и бензоат натрия; соединения цинка, такие как оксид цинка, ацетат цинка и феноксид цинка; соединения бора, такие как оксид бора, борная кислота, борат натрия, триметилборат, трибутилборат, трифенилборат, бораты аммония, представленные формулой: (Я’Я^Я⁴) ΝΒζΚΐΚ^Κ⁴), где значения Я¹, Я², Я³, Я⁴ указаны выше для формулы (1), и бораты фосфония, представленные формулой (Я¹Я²Я³Я⁴)РВ(Я¹Я²Я³Я⁴), где значения Я¹, Я², Я³, Я⁴ указаны выше для формулы (1); соединения кремния, такие как оксид кремния, силикат натрия, тетраалкилкремний, тетраарилкремний и дифенилэтилэтоксикремний; соединения германия, такие как оксид германия, тетрахлорид германия, этоксид германия и феноксид германия; соединения олова, такие как оксид олова, оксид диалкилолова, карбоксилат диалкилолова, ацетат олова, производные олова, содержащие алкоксигруппу или арилоксигруппу, соединенную с оловом (в частности, трибутоксид этилолова), и оловоорганические соединения; соединения свинца, такие как оксид свинца, ацетат свинца, карбонат свинца, основной карбонат свинца, и алкоксиды и арилоксиды свинца или свинецорганические соединения; ониевые соединения, такие как четвертичная аммониевая соль, четвертичная фосфониевая соль и четвертичная арсониевая соль; соединения сурьмы, такие как оксид сурьмы и ацетат сурьмы; соединения марганца, такие как ацетат марганца, карбонат марганца и борат марганца; соединения титана, такие как оксид титана, и алкоксиды и арилоксиды титана; соединения циркония, такие как ацетат циркония, оксид циркония, алкоксиды и арилоксиды циркония и ацетилацетонат циркония.

Указанные катализаторы могут применяться индивидуально или в комбинации. Количество используемого катализатора обычно составляет от 10^-8 до 1 мас.ч., предпочтительно от 10^-7 до 10^-1 мас.ч. на 100 мас.ч. ароматического дигидроксипроизводного.

В способе по настоящему изобретению получение ароматического поликарбоната осуществляют непрерывно в закрытой системе реакторов и трубопроводов, которая включает множество реакторов, в том числе по меньшей мере два последовательно соединенных реактора и по меньшей мере один фильтр,

- 7 009261 установленный в трубе или трубах системы реакторов и трубопроводов.

Что касается реакторов, то в соответствии с настоящим изобретением для них не существует особых ограничений, при условии, что реакторы могут быть использованы для получения ароматического поликарбоната. Примеры реакторов включают реактор, снабженный перемешивающим устройством; испарительный реактор пленочного типа; центрифужный испарительный реактор пленочного типа; реактор с обновлением поверхности, снабженный двойным смесителем; реактор с двойным смесителем для горизонтального перемешивания; реактор с орошением стенок нисходящим потоком реагентов; полимеризационную установку со свободным потоком реагентов, снабженную перфорированной пластиной; реактор с орошением направляющей нисходящим потоком реагентов, снабженный перфорированной пластиной, у которого, по крайней мере, одна из направляющих соединена с перфорированной пластиной. Эти различные типы реакторов могут применяться индивидуально или в комбинации. Что касается материала, из которого изготовлены реакторы, то в соответствии с настоящим изобретением на них не накладываются специальные ограничения и может применяться любой материал, который обычно используют для реакторов, предназначенных для получения ароматического поликарбоната. Предпочтительно, по крайней мере, часть реактора, которая контактирует с жидкостью, изготовлена из материала, содержание железа в котором составляет 20% или больше. Кроме того, с точки зрения технологичности, наиболее предпочтительно использовать нержавеющую сталь.

Примеры нержавеющих сталей включают такие нержавеющие стали, которые приводятся в §и!еигезикои Вшгаи (НаибЬоок о£ 8!а1и1е88 8!ее1), 5'¹' ебйюи, рр. 13-21 (публикация ТНЕ ΝΙΚΚΑΝ ΚΘΟΥΘ δΗΙΜΒυΝ, ЬТЭ.. Япония), т.е. нержавеющие стали, которые обычно содержат 10-30 мас.% хрома (в частности, мартенситовая нержавеющая сталь, ферритная нержавеющая сталь, аустенитная нержавеющая сталь и феррритно-аустенитная нержавеющая сталь). Конкретные примеры нержавеющих сталей включают δυδ201, δυδ202, δυδ304, 8и8304Ь, δυδ316, 8и8316Ь, δυδ347, δυδ405, δυδ430, δυδ403, δυδ410, δυδ431, δυδ440ϋ и δυδ630; тем не менее, нержавеющие стали, которые могут применяться в соответствии с настоящим изобретением не ограничиваются приведенными марками нержавеющей стали. Среди указанных выше нержавеющих сталей предпочтительно использовать δυδ304, δυδ304Ε, δυδ316 и δυδ316Ε. Кроме того, поверхность нержавеющей стали может быть подвергнута обработке, такой как пассивация, кислотная очистка или полировка.

В способе по настоящему изобретению ароматическое дигидроксипроизводное взаимодействует с диарилкарбонатом в закрытой системе реакторов и трубопроводов, включающей множество реакторов, которые непроницаемо для жидкости соединены трубопроводами по направлению к выпускному отверстию, предназначенному для вывода конечного продукта в виде ароматического поликарбоната, при этом трубопровод состоит из одной или нескольких труб, где множество реакторов включает по меньшей мере два последовательно соединенных реактора и по меньшей мере один фильтр, установленный в трубе или в трубах системы реакторов и трубопроводов. В настоящем изобретении термин закрытая система реакторов и трубопроводов обозначает систему реакторов и трубопроводов, в которой множество реакторов, которые непроницаемо для жидкости соединены трубопроводом по направлению к выпускному отверстию, предназначенному для вывода конечного продукта в виде ароматического поликарбоната, за исключением того, что непроницаемое для жидкости соединение не перекрывает необходимых отверстий, таких как ввод исходных соединений, вентиляционные системы и выпускное отверстие, предназначенное для вывода конечного продукта в виде ароматического поликарбоната. В вышеуказанной системе реакторов и трубопроводов по меньшей мере два реактора соединены последовательно. Если необходимо, все реакторы, имеющиеся в системе реакторов и трубопроводов, могут быть соединены последовательно. В системе реакторов и трубопроводов, в то время как по крайней мере два реактора соединены последовательно, по меньшей мере два реактора могут быть соединены параллельно. Например, в том случае, когда система реакторов и трубопроводов содержит по крайней мере два реактора, которые соединены параллельно, можно осуществить операцию, при которой первоначальную реакцию переэтерификации ароматического дигидроксипроизводного с диарилкарбонатом проводят в реакторах, соединенных параллельно, при этом реакторы, соединенные параллельно, поочередно работают периодическим образом. Что касается фильтра(ов), установленного(ых) в трубе или трубах системы реакторов и трубопроводов, то в случае использования нескольких фильтров все реакторы в системе могут иметь собственный фильтр, установленный в трубе в позиции выше по потоку от каждого реактора. В качестве альтернативы, не все реакторы в системе могут иметь собственный фильтр, установленный в трубе в позиции выше по потоку от каждого реактора. В соответствии с настоящим изобретением предпочтительно фильтр устанавливают в позиции, которая позволяет осуществить фильтрацию ароматического поликарбоната, среднечисленная молекулярная масса которого не превышает 2000, более предпочтительно, в позиции, которая позволяет осуществить фильтрацию расплава смеси ароматического дигидроксипроизводного и диарилкарбоната. При непрерывном производстве ароматического поликарбоната система реакторов и трубопроводов предпочтительно содержит несколько фильтров, которые на случай закупоривания соединены параллельно. В подобной системе реакторов и трубопроводов, в случае закупоривания одного фильтра, забившийся фильтр можно легко переключить на новый очищенный фильтр, не прерывая непрерывные производственные операции в системе реакторов и трубопроводов. Если заку- 8 009261 поривание фильтра маловероятно, то удовлетворительным будет использовать один фильтр. В том случае, когда применяют один фильтр, фильтр промывают в то же самое время, когда операции в системе реакторов и трубопроводов прерывают для проведения, в частности, периодической инспекции системы. Кроме того, в том случае, когда предполагают использовать новый неиспользованный фильтр, то новый неиспользованный фильтр может быть промыт перед тем, как его установят в трубе или трубах системы реакторов и трубопроводов.

В соответствии с настоящим изобретением выведение фильтра из системы реакторов и трубопроводов предпочтительно осуществляют, по крайней мере, в один определенный момент времени в течение периода, продолжающегося с момента времени до начала реакции и до момента времени после завершения реакции. Например, фильтр можно вывести из системы реакторов и трубопроводов в один из следующих моментов времени: в тот момент времени, когда закупоривание фильтра приводит к тому, что давление, которое прикладывают к фильтру или трубопроводу, достигает уровня, близкого к пределу сопротивления фильтра и трубопровода действию давления; в тот момент времени, когда закупоривание фильтра приводит либо к заметному повышению вариации доли концевых гидроксильных групп получаемого ароматического поликарбоната, либо вызывает необходимость снизить производительность системы реакторов и трубопроводов; и в тот момент времени, когда фильтрующая способность снижается и вызывает изменение цвета получаемого ароматического поликарбоната. Закупоривание фильтра можно установить с помощью датчиков давления, которые устанавливаются соответственно выше и ниже по потоку от фильтра.

В том случае, когда система реакторов и трубопроводов содержит несколько фильтров, фильтры могут быть выведены из реактора как одновременно, так и последовательно.

В соответствии с настоящим изобретением промывку фильтра проводят вне системы реакторов и трубопроводов с помощью специальных промывочных средств, которые применяют в конкретном порядке. В частности, вне системы реакторов и трубопроводов фильтр промывают с помощью указанных ниже промывочных средств, которые применяют в следующем порядке:

водный раствор соединения, обладающего основными свойствами, ароматическое моногидроксипроизводное и расплав смеси ароматического дигидроксипроизводного и диарилкарбоната, при этом расплав смеси содержит соединение, обладающие основными свойствами, в количестве от 1 до 10000 частей на миллиард.

Примеры типов фильтров, которые используют в соответствии с настоящим изобретением, включают фильтр объемного типа, который удаляет примеси за счет захвата твердых веществ, таких как частицы, в порах фильтра; и фильтр сетчатого типа, который захватывает твердое вещество путем просеивания на поверхности фильтра. Отдельные примеры фильтров сетчатого типа включают фильтры из проволочной сетки и фильтры с мембраной из фторсодержащего полимера. Недостаток фильтра сетчатого типа заключается в его коротком сроке службы, поскольку областью захвата является лишь поверхность фильтра. Поэтому в настоящем изобретении предпочтительны фильтры объемного типа, такие как спеченный фильтр, листовой фильтр и патронный фильтр. В качестве материала, используемого для изготовления фильтра, можно упомянуть материал, содержащий железо в количестве 20% или больше, или фторсодержащий полимер, однако предпочтительным является фильтр, изготовленный из нержавеющей стали.

В общем случае используют фильтр с тонкостью фильтрации (т.е. диаметром пор) 20 мкм или меньше, однако предпочтителен фильтр с тонкостью фильтрации 10 мкм или меньше, более предпочтительно 5 мкм или меньше. Что касается фильтра, используемого для фильтрации расплава смеси ароматического дигидроксипроизводного и диарилкарбоната, то поскольку эта смесь имеет низкую вязкость, может быть использован фильтр с высокой тонкостью фильтрации. В общем случае используют фильтр с тонкостью фильтрации 5 мкм или меньше, предпочтительно 1 мкм или меньше, более предпочтительно 0,5 мкм или меньше, наиболее предпочтительно 0,2 мкм или меньше. Кроме того, несколько фильтров, имеющих различные тонкости фильтрации, могут быть соединены последовательно с тем, чтобы продлить жизнь фильтров. Не существует специальных ограничений, касающихся нижнего предела тонкости фильтрации (диаметра пор) используемого фильтра. Однако для практического применения фильтра тонкость фильтрации (размер пор) предпочтительно не должна быть меньше чем 0,1 мкм.

Далее приводится разъяснение относительно промывочных средств, применяемых для проведения промывки фильтра в способе по настоящему изобретению: водного раствора соединения, обладающего основными свойствами, ароматического моногидроксипроизводного и расплава смеси ароматического дигидроксипроизводного и диарилкарбоната, при этом расплав смеси содержит соединение, обладающее основными свойствами, в количестве от 1 до 10000 ч./млрд.

Что касается соединения, обладающего основными свойствами, используемого в способе по настоящему изобретению, то для него не существует особых ограничений, при условии, что соединение, обладающее основными свойствами, в форме водного раствора обладает слабыми основными свойствами. В общем случае при совместном нагревании с ароматическим поликарбонатом соединение, обладающее основными свойствами, вызывает изменение цвета ароматического поликарбоната или ускоряет

- 9 009261 реакции перегруппировки ароматического поликарбоната. Поэтому в соответствии с настоящим изобретением соединение, обладающее основными свойствами, предпочтительно выбирают из вышеприведенных примеров соединений, которые используют в качестве катализатора полимеризации. Из подобных соединений, обладающих основными свойствами, предпочтительными являются соединения щелочных металлов, в особенности гидроксид натрия и гидроксид калия. Кроме того, значение рН водного раствора соединения, обладающего основными свойствами, предпочтительно составляет в диапазоне от 7,5 до 10, более предпочтительно в диапазоне от 8,0 до 9,5, наиболее предпочтительно в диапазоне от 8,5 до 9,0. В том случае, когда значение рН водного раствора соединения, обладающего основными свойствами, составляет 7,5 или больше, водный раствор соединения, обладающего основными свойствами, дает удовлетворительный моющий эффект. В том случае, когда значение рН составляет 10 или меньше, доля концевых гидроксильных групп в ароматическом поликарбонате, получаемого по реакции, которую проводят после промывки фильтра, варьирует в небольших пределах.

Что касается температуры, при которой проводят промывку фильтра водным раствором соединения, обладающего основными свойствами, то в соответствии с настоящим изобретением для нее не существует специальных ограничений. Тем не менее, промывку фильтра с помощью водного раствора соединения, обладающего основными свойствами, обычно проводят при температуре от 10 до 100°С, преимущественно, от 20 до 80°С. Кроме того, нет особых ограничений для количества времени, необходимого для проведения промывки фильтра с помощью раствора соединения, обладающего основными свойствами. Тем не менее, время, необходимое для проведения промывки фильтра с помощью водного раствора соединения, обладающего основными свойствами, обычно составляет от нескольких минут до нескольких часов, преимущественно от 10 мин до 24 ч, в зависимости от типа соединения, обладающего основными свойствами, температуры и т.п. Давление в процессе промывки фильтра с помощью водного раствора соединения, обладающего основными свойствами, может быть любым, т.е. пониженным, атмосферным и больше атмосферного. В соответствии с настоящим изобретением промывку фильтра с помощью водного раствора соединения, обладающего основными свойствами, можно осуществлять, используя любой из способов вымачивания, при котором фильтр выдерживают в сосуде, содержащем водный раствор соединения, обладающего основными свойствами, или используя метод распыления или орошения, при котором водный раствор соединения, обладающего основными свойствами, распыляют на фильтр или проводят орошение фильтра. Тем не менее, промывку фильтра с помощью водного раствора соединения, обладающего основными свойствами, предпочтительно проводят путем вымачивания фильтра в сосуде, который содержит водный раствор соединения, обладающего основными свойствами. В случае использования способа вымачивания промывку проводят один раз или несколько раз.

После проведения промывки с помощью водного раствора соединения, обладающего основными свойствами, фильтр предпочтительно высушивают. Что касается способа сушки фильтра, то для него не существует специальных ограничений. Примеры способов сушки включают сушку на воздухе, сушку при нагревании в сушильном шкафу и т.п., вакуумную сушку при пониженном давлении. Указанные способы могут применяться индивидуально или в комбинации.

В настоящем изобретении термин ароматическое моногидроксипроизводное означает соединение, представленное формулой: Аг⁵ОН, где Аг⁵ имеет то же самое значение, что определенное выше для Аг³ и Аг⁴. Конкретные примеры Аг⁵ включают примеры, которые представлены выше формулами (5). Наиболее предпочтительным является фенол, который имеет простейшую структуру.

Что касается температуры, при которой проводят промывку фильтра с помощью ароматического моногидроксипроизводного, то в соответствии с настоящим изобретением для нее не существует специальных ограничений. Тем не менее, промывку фильтра с помощью ароматического моногидроксипроизводного в общем случае проводят при температуре в интервале от температуры плавления ароматического моногидроксипроизводного +10°С и до 300°С, предпочтительно от температуры плавления ароматического моногидроксипроизводного +10°С и до 200°С. В том случае когда используют фенол, который является предпочтительным, то промывку фильтра преимущественно проводят при температуре в интервале от 50 до 200°С. Кроме того, не существует специальных ограничений на количество времени, необходимое для проведения промывки фильтра с помощью ароматического моногидроксипроизводного. Тем не менее, количество времени, необходимое для проведения промывки фильтра с помощью ароматического моногидроксипроизводного, в общем случае составляет от нескольких минут до нескольких сотен часов, преимущественно от 1 до 100 ч, в зависимости от типа ароматического моногидроксипроизводного, температуры и т.п. Давление, применяемое при проведении промывки фильтра с помощью ароматического моногидроксипроизводного, может быть любым, т. е. пониженным, атмосферным и больше атмосферного. Промывку фильтра с помощью ароматического моногидроксипроизводного в соответствии с настоящим изобретением можно проводить как периодическим способом, так и непрерывным способом. В том случае, когда применяют периодический способ, то промывку фильтра с помощью ароматического моногидроксипроизводного проводят один раз или несколько раз.

В соответствии с настоящим изобретением после проведения промывки с помощью ароматического моногидроксипроизводного, с целью удаления используемого промывочного средства из фильтра, фильтр подвергают промывке с помощью расплава смеси ароматического дигидроксипроизводного и

- 10 009261 диарилкарбоната. В соответствии с настоящим изобретением необходимо, чтобы вышеуказанный расплав смеси, который используют для проведения промывки, содержал соединение, обладающее основными свойствами, в количестве от 1 до 10000 ч./млрд. В качестве соединения, обладающего основными свойствами, могут применяться соединения, рассмотренные выше для водного раствора соединения, обладающего основными свойствами. Пример вышеуказанного расплава смеси промывочного средства включает расплав смеси мономеров исходного вещества, которое используют для получения ароматического поликарбоната, при этом расплав смеси содержит гидроксид натрия в количестве от 1 до 10000

ч./млрд. Промывку с помощью расплава смеси преимущественно проводят, например, по способу, в котором в интервале температур от 150 до 230°С расплав смеси подают на фильтр и удаляют с фильтра, и указанную операцию подачи и удаления повторяют несколько раз.

Специалистам известно, что при получении ароматического поликарбоната методом поликонденсации в расплаве ароматический поликарбонат претерпевает изменение цвета вследствие контактирования с кислородом в процессе реакции. Поэтому предпочтительно стараются предотвратить попадание кислорода в систему реакторов и трубопроводов при проведении промывок и поликонденсации в расплаве. В соответствии с настоящим изобретением, при получении ароматического поликарбоната, у которого не наблюдается изменение цвета, по способу, в котором промывку фильтра проводят в течение короткого времени, эффективной является продувка системы реакторов и трубопроводов инертным газом до начала проведения вышеуказанных промывок. Кроме того, ароматическое моногидроксипроизводное, которое используют в качестве промывочного средства, дегазируют при пониженном давлении и тем самым снижают концентрацию кислорода в промывочном средстве. Кроме того, при получении ароматического поликарбоната, у которого не наблюдается изменение цвета, эффективным является также предотвращение попадания кислорода в систему реакторов и трубопроводов в течение времени от завершения вышеуказанных промывок фильтра и до начала проведения поликонденсации в расплаве.

Примеры

Ниже настоящее изобретение детально описывается со ссылкой на следующий пример и сравнительные примеры, которые не следует рассматривать как ограничивающие объем настоящего изобретения.

Среднечисленную молекулярную массу (в данном описании далее часто обозначают в виде аббревиатуры Мп) ароматического поликарбоната определяют методом гель-проникающей хроматографии (СРС) (растворитель: тетрагидрофуран) с помощью калибровочной кривой преобразования молекулярной массы, полученной в сравнении со стандартными образцами монодисперсного полистирола, при этом калибровочная кривая молекулярной массы представлена следующей формулой:

М_РС = 0,3591М_Р3 ^1,0388 где М_РС обозначает молекулярную массу ароматического поликарбоната, а М_РЗ обозначает молекулярную массу стандартного полистирола.

Содержание фенола в промывочном средстве определяют методом жидкостной хроматографии.

Цвет ароматического поликарбоната оценивают в сравнении с тестовыми образцами, каждый из которых имеет толщину 3,2 см, в соответствии с методом СШЬАВ (Сотт188юп 1п1егпайопа1е бе ГЕскнгаде 1976 ЬаЬ П1адгат), и желтизну тестовых образцов выражают в терминах Ь*-величин.

Долю концевых гидроксильных групп (% моль) ароматического поликарбоната определяют методом 'Н ЯМР.

Пример 1. Ароматический поликарбонат получали способом, схематично изображенным на чертеже. В частности, в применяемой здесь системе реакторов и трубопроводов камеры 3 а и 3Ь перемешивания расплава для получения смеси расплавленных исходных соединений работают попеременно и периодически, в то время как остальная часть системы, включая резервуар 10 и реакторы, работает непрерывно. Каждая из камер 3 а и 3Ь перемешивания расплава и каждая из вертикальных установок 17 и 26 для проведения полимеризации с перемешиванием снабжена лопастными мешалками. В каждой из камер смешивания расплава, в каждой из полимеризационных установок с перемешиванием и в резервуаре 10 та часть указанных установок, которая контактирует с жидкостью, изготовлена из нержавеющей стали 8И8 316Ь.

Фильтр 52 состоит из двух встроенных в линию фильтров, которые должны использоваться попеременно. Каждый встроенный в линию фильтр изготовлен из нержавеющей стали δϋδ 316Ь и имеет абсолютную тонкость фильтрации 0,3 мкм (каждый встроенный в линию фильтр изготовлен и поставляется фирмой Тир Еб1ет МОЕ. Со., Ь1б., Япония; имеет размер 60 мм 0 х 260 мм; площадь фильтрации составляет: 0,12 м²). Два встроенных в линию фильтра используют попеременно в качестве фильтра 52 (далее обозначают как первый фильтр и второй фильтр) и устанавливают их параллельно в трубопроводе таким образом, чтобы два фильтра могли бы взаимно переключаться, что позволяет использовать их попеременно при получении ароматического поликарбоната. Горизонтальная полимеризационная установка 35 с мешалкой двухшнекового типа снабжена двухаксиальной лопастной мешалкой, где Ε/Ό=6, а диаметр ротора составляет 140 мм. Та часть горизонтальной полимеризационной установки 35 с мешалкой двухшнекового типа, которая контактирует с жидкостью, изготовлена из нержавеющей стали δϋδ 316Ь. Полимеризационная установка 42 с орошением направляющей нисходящим потоком снабжена перфори

- 11 009261 рованной пластиной 43, которая содержит 50 отверстий, каждое из которых имеет диаметр 5 мм. Та часть полимеризационной установки 42 с орошением направляющей нисходящим потоком, снабженной перфорированной пластиной, которая контактирует с жидкостью, изготовлена из нержавеющей стали 8И8 316Ь. Кроме того, полимеризационная установка 42 с орошением направляющей нисходящим потоком, имеющая перфорированную пластину, снабжена направляющими 44, изготовленными из нержавеющей стали 8И8 316Ь, при этом каждая из направляющих имеет диаметр 1 мм и вертикально прикреплена из центра соответствующего отверстия перфорированной пластины 43 в направлении к части резервуара на дне полимеризационной установки 42 с орошением направляющей нисходящим потоком таким образом, что расплавленный полимер не опускается свободно, а контактирует с направляющими и стекает вдоль них. Расстояние орошения направляющей составляет 8 м. Та часть каждой из труб 7а, 7Ь, 13, 15, 24, 33, 40 и 50, соединяющих камеры смешивания расплава и устройства полимеризации, которая контактирует с жидкостью, изготовлена из нержавеющей стали 8И8 316Ь.

Расплав смеси мономеров получали в камерах 3 а и 3Ь перемешивания расплава, которые работали попеременно по периодическому способу. Условия получения расплава смеси в каждой из камер 3 а и 3Ь перемешивания расплава следующие: температура реакции 180°С, давление реакции атмосферное, а расход газообразного азота (концентрация кислорода: 0,5 ч. на миллион), который использовали в качестве изолирующего газа, составлял 1 л/ч. Вначале в камеру 3а перемешивания расплава помещали 80 кг смеси мономеров, состоявшей из порошка бисфенола А и порошка дифенилкарбоната (мольное отношение дифенилкарбоната к бисфенолу А: 1,10), и 7 мг гидроксида натрия, при этом каждый из порошков отдельно подвергали пять раз циклу вакуумной дегазации (под давлением 50 мм рт. ст.) с продувкой газообразным азотом. Затем в течение пяти часов проводили смешивание содержащегося в камерах расплава и получали расплав смеси. Все количество расплава смеси 5а перемещали из камеры 3а перемешивания расплава в резервуар 10 с помощью трубы 7а. Расплав смеси 5а, которую необходимо переместить в резервуар 10, имел среднечисленную молекулярную массу (Мп) 360. Затем получали другой расплав смеси, осуществляя практически те же самые вышеуказанные операции и используя камеру 3Ь перемешивания расплава, и тем самым получали расплав смеси 5Ь. Расплав смеси 5Ь перемещали в резервуар 10, до того как расплав полимера 11, который содержался в резервуаре 10, перемещали в реакторы, расположенные ниже по потоку. Вышеуказанный цикл перемешивания расплава и переноса повторяли вновь, попеременно и периодически используя камеры 3 а и 3Ь перемешивания расплава. Во время проведения операции в резервуаре 10 поддерживали температуру 180°С и атмосферное давление. Расплав смеси, который перемещали в резервуар 10 в виде расплава полимера 11, постоянно подавали в первую вертикальную полимеризационную установку 17 с перемешиванием с расходом 10 кг/ч через фильтр 52 (первый фильтр), температуру которого поддерживали на уровне 180°С.

В первой вертикальной полимеризационной установке 17 с перемешиванием, в которую перемещали расплав полимера 11 из резервуара 10, реакцию полимеризации проводили непрерывно в таких условиях реакции полимеризации, при которых температура в процессе реакции составляла 235°С, а давление составляло 100 мм рт. ст., и получали расплав полимера 20. Когда объем расплава полимера 20 в нижней части первой вертикальной полимеризационной установки 17 с перемешиванием достигал 20 литров, часть расплава полимера 20 непрерывно подавали на вторую вертикальную полимеризационную установку 26 с перемешиванием таким образом, чтобы объем расплава полимера 20 в первой вертикальной полимеризационной установке 17 с перемешиванием постоянно поддерживался на уровне 20 л. Расплав полимера 20, который должен поступать во вторую вертикальную полимеризационную установку 26 с перемешиванием, имел среднечисленную молекулярную массу 850.

Во второй вертикальной полимеризационной установке 26 с перемешиванием реакцию полимеризации проводили непрерывно в таких условиях реакции полимеризации, при которых температура в процессе реакции составляла 251°С, а давление составляло 6 мм рт.ст., и получали расплав полимера 29. Когда объем расплава полимера 29 в нижней части второй вертикальной полимеризационной установки 26 с перемешиванием достигал 20 л, часть расплава полимера 29 непрерывно подавали в горизонтальную полимеризационную установку 35 с мешалкой двухшнекового типа таким образом, чтобы объем расплава полимера 29 постоянно поддерживался на уровне 20 л. Расплав полимера 29, который должен поступать в горизонтальную полимеризационную установку 35 с мешалкой двухшнекового типа, имел среднечисленную молекулярную массу 2400.

В горизонтальной полимеризационной установке 35 с мешалкой двухшнекового типа реакцию полимеризации проводили непрерывно в таких условиях реакции полимеризации, при которых температура в процессе реакции составляла 263°С, а давление составляло 1,0 мм рт.ст., и получали расплав полимера. Когда объем расплава полимера в нижней части горизонтальной полимеризационной установки 35 с мешалкой двухшнекового типа достигал 10 л, расплав полимера непрерывно подавали в полимеризационную установку 42 с орошением направляющей нисходящим потоком таким образом, чтобы объем расплава полимера в горизонтальной полимеризационной установке 35 с мешалкой двухшнекового типа постоянно поддерживался на уровне 10 л. Расплав полимера, который должен поступать в полимеризационную установку 42 с орошением направляющей нисходящим потоком, имел среднечисленную молекулярную массу 4500.

- 12 009261

В полимеризационной установке 42 с орошением направляющей нисходящим потоком реакцию полимеризации с нисходящим потоком проводили непрерывно в таких условиях реакции полимеризации, при которых температура в процессе реакции составляла 261°С, а давление составляло 0,6 мм рт.ст., и получали расплав полимера 47. Когда объем расплава полимера 47 в нижней части полимеризационной установки 42 с орошением направляющей нисходящим потоком достигал 20 л, расплав полимера 47 непрерывно выгружали из полимеризационной установки 42 с орошением направляющей нисходящим потоком через трубопровод 50 и выводили через разгрузочное отверстие 51 таким образом, чтобы объем расплава полимера 47 в полимеризационной установке 42 с орошением направляющей нисходящим потоком постоянно поддерживался на уровне 20 л. Указанным образом получали ароматический поликарбонат. Что касается ароматического поликарбоната, который выгружали через разгрузочное отверстие 51 после того, как работа системы реакторов и трубопроводов достигала устойчивого состояния, то среднечисленная молекулярная масса ароматического поликарбоната составляла 8500, а доля концевых гидроксильных групп в нем составляла 27 мол.% в терминах количества концевых гидроксильных групп по отношению к количеству всех концевых групп в ароматическом поликарбонате.

Затем проводили промывку фильтра 52 (первого фильтра) следующим образом. Вначале поток расплава полимера через фильтр 52 в трубопроводе переключали с первого фильтра на второй фильтр. Затем первый фильтр выводили из системы реакторов и трубопроводов и подвергали промывке вне системы реакторов и трубопроводов. Если конкретно, то первый фильтр погружали в сосуд, содержавший водный раствор гидроксида натрия (величина которого составляла рН 9) на 1 ч при комнатной температуре (25°С) таким образом, чтобы все части первого фильтра контактировали с раствором, и таким образом проводили первую промывку первого фильтра. Затем промытый указанным образом первый фильтр извлекали из сосуда и сушили. После этого в первый фильтр помещали фенол и выдерживали при температуре 60°С в течение 1 ч, и таким образом проводили вторую промывку первого фильтра. По завершении второй промывки фенол удаляли из первого фильтра. После этого расплав смеси (среднечисленная молекулярная масса которого составляла 360) переносили из резервуара 10 и помещали в первый фильтр. Расплав смеси в первом реакторе выдерживали при температуре 60°С в течение 1 ч, а затем удаляли из первого фильтра, и таким образом проводили третью промывку первого фильтра. Тем самым завершали промывку первого фильтра. Затем первый фильтр возвращали в систему реакторов и трубопроводов, и поток расплава полимера через фильтр 52 переключали со второго фильтра на промытый первый фильтр таким образом, чтобы расплав полимера поступал через промытый первый фильтр. Указанным образом осуществляли непрерывное получение ароматического поликарбоната. При получении ароматического поликарбоната после промывки первого фильтра устойчиво получали ароматический поликарбонат и выгружали его через разгрузочное отверстие 51. Полученный ароматический поликарбонат имел среднечисленную молекулярную массу 8500, а доля концевых гидроксильных групп в нем составляла 27 мол.% в терминах количества концевых гидроксильных групп по отношению к количеству всех концевых групп в ароматическом поликарбонате. По прошествии 10 часов после того, как промытый первый фильтр возвратили в систему реакторов и трубопроводов, измеряли Ь*-величину ароматического поликарбоната, выгружаемого через разгрузочное отверстие 51. В итоге было установлено, что Ь*-величина была мала и имела значение 3,0, что является хорошим показателем.

Сравнительный пример 1. Повторяли практически ту же самую процедуру, что и в примере 1, за исключением того, что промывку первого фильтра совсем не проводили. Сразу же после того, как поток расплава полимера через фильтр 52 в трубопроводе переключали со второго фильтра на первый фильтр (который не промывали после использования), возникла проблема, заключавшаяся в том, что уровень жидкости в первой вертикальной полимеризационной установке 17 с перемешиванием сильно колебался. Вслед за этим среднечисленная молекулярная масса ароматического поликарбоната, извлекаемого через разгрузочное отверстие 51, снизилась до значения 4800, а доля концевых гидроксильных групп увеличилась до величины 73% в терминах количества концевых гидроксильных групп по отношению к количеству всех концевых групп в ароматическом поликарбонате, а Ь*-величина составила 5,2, что является очень плохим показателем. Потребовалось 24 ч, чтобы молекулярная масса и доля концевых гидроксильных групп ароматического поликарбоната, извлекаемого через разгрузочное отверстие 51, возвратились до значений, которые совпадали со значениями для ароматического поликарбоната, получаемого в том случае, когда работа системы реакторов и трубопроводов была устойчивой, т.е. наблюдалась значительная потеря продукта.

Сравнительный пример 2. Повторяли практически ту же самую процедуру, что и в примере 1, за исключением того, что вместо водного раствора гидроксида натрия (в качестве промывочного средства) использовали воду (рН 7), не содержавшую соединение, обладающее основными свойствами. Сразу же после того, как поток расплава полимера через фильтр 52 в трубопроводе переключали со второго фильтра на промытый первый фильтр, возникла проблема, заключавшаяся в том, что уровень жидкости в первой вертикальной полимеризационной установке 17 с перемешиванием сильно колебался. Вслед за этим среднечисленная молекулярная масса ароматического поликарбоната, извлекаемого через разгрузочное отверстие 51, снизилась до значения 4900, Ь*-величина составила 5,9, что является очень плохим показателем, а доля концевых гидроксильных групп увеличилась до величины 72% в терминах количест

- 13 009261 ва концевых гидроксильных групп по отношению к количеству всех концевых групп в ароматическом поликарбонате. Потребовалось 24 ч, чтобы молекулярная масса и доля концевых гидроксильных групп ароматического поликарбоната, извлекаемого через разгрузочное отверстие 51, возвратились до значений, которые совпадали со значениями для ароматического поликарбоната, получаемого в том случае, когда работа системы реакторов и трубопроводов была устойчивой, т.е. наблюдалась значительная потеря продукта.

Сравнительный пример 3. Повторяли практически ту же самую процедуру, что и в примере 1, за исключением того, что вместо фенола (в качестве промывочного средства) использовали воду. Сразу же после того, как поток расплава полимера через фильтр 52 в трубопроводе переключали со второго фильтра на промытый первый фильтр, возникла проблема, заключавшаяся в том, что уровень жидкости в первой вертикальной полимеризационной установке 17 с перемешиванием сильно колебался. Вслед за этим среднечисленная молекулярная масса ароматического поликарбоната, извлекаемого через разгрузочное отверстие 51, снизилась до значения 5300, Ь*-величина составила 4,9, что является очень плохим показателем, а доля концевых гидроксильных групп увеличивалась до величины 69% в терминах количества концевых гидроксильных групп по отношению к количеству всех концевых групп в ароматическом поликарбонате, потребовалось 24 ч, чтобы молекулярная масса и доля концевых гидроксильных групп ароматического поликарбоната, извлекаемого через разгрузочное отверстие 51, возвратились до значений, которые совпадали со значениями для ароматического поликарбоната, получаемого в том случае, когда работа системы реакторов и трубопроводов была устойчивой, т.е. наблюдалась значительная потеря продукта.

Сравнительный пример 4. Повторяли практически ту же самую процедуру, что и в сравнительном примере 3, за исключением того, что вместо водного раствора гидроксида натрия (в качестве промывочного средства) использовали водный раствор гидроксида калия (с величиной рН 11). Сразу же после того, как поток расплава полимера через фильтр 52 в трубопроводе переключали со второго фильтра на промытый первый фильтр, уровень жидкости в первой вертикальной полимеризационной установке 17 с перемешиванием не претерпевал колебаний. Однако вслед за этим среднечисленная молекулярная масса ароматического поликарбоната, извлекаемого через разгрузочное отверстие 51, возросла до значения 9200, доля концевых гидроксильных групп снизилась до величины 23% в терминах количества концевых гидроксильных групп по отношению к количеству всех концевых групп в ароматическом поликарбонате, а Ь*-величина составила 6,0, что является очень плохим показателем. Потребовалось 30 часов, чтобы молекулярная масса и доля концевых гидроксильных групп ароматического поликарбоната, извлекаемого через разгрузочное отверстие 51, возвратились до значений, которые совпадали со значениями для ароматического поликарбоната, получаемого в том случае, когда работа системы реакторов и трубопроводов была устойчивой, т.е. наблюдалась значительная потеря продукта.

Сравнительный пример 5. Повторяли практически ту же самую процедуру, что и в примере 1, за исключением того, что промывку первого фильтра осуществляли следующим образом. В первый фильтр помещали фенол, содержавший 300 частей на миллиард гидроксида натрия, и выдерживали при 150°С в течение 1 часа, а затем фенол удаляли из первого фильтра. После этого расплав смеси (со среднечисленной молекулярной массой 360) брали из резервуара 10 и помещали в первый фильтр. Расплав смеси в первом реакторе выдерживали при 180°С в течение 1 ч, а затем удаляли из первого фильтра. Указанным образом завершали промывку первого фильтра. Сразу же после того, как поток расплава полимера через фильтр 52 в трубопроводе переключили со второго фильтра на промытый первый фильтр, возникла проблема, заключавшаяся в том, что уровень жидкости в первой вертикальной полимеризационной установке с перемешиванием 17 сильно колебался. Вслед за этим среднечисленная молекулярная масса ароматического поликарбоната, извлекаемого через разгрузочное отверстие 51, снизилась до значения 5000, Ь*величина составила 5,2, что является очень плохим показателем, а доля концевых гидроксильных групп возросла до величины 68% в терминах количества концевых гидроксильных групп по отношению к количеству всех концевых групп в ароматическом поликарбонате. Потребовалось 24 ч, чтобы молекулярная масса и доля концевых гидроксильных групп ароматического поликарбоната, извлекаемого через разгрузочное отверстие 51, возвратились до значений, которые совпадают со значениями для ароматического поликарбоната, получаемого в том случае, когда работа системы реакторов и трубопроводов была устойчивой, т. е. наблюдалась значительная потеря продукта.

Промышленная применимость

Способ по настоящему изобретению может быть с выгодой использован для устойчивого получения бесцветного ароматического поликарбоната, при этом решаются проблемы, которые заключаются в том, что в получаемом ароматическом поликарбонате наблюдается значительная вариация доли концевых гидроксильных групп, работа производственного оборудования становится неустойчивой, наблюдается значительная потеря продукта вследствие снижения молекулярной массы и т.п.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ устойчивого получения ароматического поликарбоната, который включает осуществление непрерывного взаимодействия ароматического дигидроксипроизводного с диарилкарбонатом в закрытой системе, включающей множество реакторов, которые непроницаемо для жидкости соединены трубопроводом по направлению к выпускному отверстию, предназначенному для вывода конечного продукта в виде ароматического поликарбоната, при этом указанный трубопровод состоит из одной или нескольких труб, где указанное множество реакторов включает по меньшей мере два последовательно соединенных реактора и по меньшей мере один фильтр, установленный в трубе или в трубах указанной системы реакторов и трубопроводов, при этом указанный фильтр или каждый из указанных фильтров одновременно или раздельно выводят из указанной системы реакторов и трубопроводов и подвергают промывке вне указанной системы реакторов и трубопроводов с последующим возвращением полученного промытого фильтра внутрь трубы или труб указанной системы реакторов и трубопроводов, где указанную промывку проводят с помощью приведенных ниже промывочных средств, которые применяют в следующем порядке:

водный раствор соединения, обладающего основными свойствами, ароматическое моногидроксипроизводное и расплав смеси ароматического дигидроксипроизводного и диарилкарбоната, при этом указанный расплав смеси содержит обладающее основными свойствами соединение, в количестве от 1 до 10000 частей на миллиард.
2. Способ по п.1, где указанный водный раствор соединения, обладающего основными свойствами, имеет рН в диапазоне от 7,5 до 10.
3. Способ по п.1 или 2, где указанное соединение, обладающее основными свойствами, представляет собой гидроксид щелочного металла.
4. Способ по п.3, где указанный гидроксид щелочного металла является по меньшей мере одним из членов, выбранных из группы, которая включает гидроксид натрия и гидроксид калия.
5. Способ по любому из пп.1-4, где указанным ароматическим моногидроксипроизводным является фенол.